Виды резки стали

24 June 2015

Раздел:

Виды резки стали

При необходимости раскроя металла часто возникает проблема выбора оптимального способа резки металла. Механические методы резки ножовочными полотнами, фрезами, ленточными пилами и т. д. до сих пор применяются достаточно широко.

Среди основных недостатков этого процесса: высокая стоимость инструмента, невысокая производительность и сложность раскроя материала по криволинейному контуру.

В качестве альтернативы механическому разделению применяются методы раскроя металла с применением физико-химического, электрофизического или электрохимического воздействия. Газовая и плазменная резка стали отличается большей производительностью, но не обеспечивают чистоты и точности реза. В большинстве случаев поверхность реза требует дополнительной механической обработки. Для электроэрозионной резки характерно высокое качество и точность реза, но производительность процесса невысока.

При выборе способа резки стали в первую очередь стоит вопрос о том, какую сталь предстоит резать: конструкционную или легированную. Важным параметром является толщина стального листа, затем учитывается желаемое качество поверхности, возможность исключить дополнительную обработку, экономическая целесообразность того или иного способа резки.

Газовая резка стали
Лучшим способом резки толстолистовой конструкционной стали до сих пор является газовая (автогенная) резка. Этот способ применяется для резки плит из конструкционной стали толщиной до 500 мм. Автогенная резка стали характеризуется небольшой стоимостью изнашиваемых деталей, возможностью одновременной работы нескольких горелок, не требует сложной подготовки материала. При резке листов толщиной менее 10 мм возникает значительное коробление металла, вследствие интенсивного нагрева. Зачастую после резки требуется удаление заусенцев и рихтовка. Этот способ не применяется для резки пакетированной жести. Автогенная резка отличается недостаточной размерной точностью, в зоне реза происходит упрочнение материала.

Плазменная резка
Способ плазменной резки стали отличается высокой размерной точностью, меньшей зоной нагрева материала, высокой скоростью. Высокая экономичность процесса с возможностью его автоматизации, незначительные тепловые деформации металла делают этот способ практически идеальным для обработки высококачественной легированной стали толщиной до 20 мм и конструкционной стали толщиной до 30 мм. При этом возможно получать рез без заусенцев с незначительным отклонением от перпендикулярности пропила. Тонкую плазменную резку можно производить по неподготовленной поверхности (защитная пленка, цинковое покрытие, краска, ржавчина, окалина), что существенно уменьшает затратность процесса.

Дополнительная обработка реза может потребоваться при наличии толстого слоя окалины или ржавчины, которые могут привести к образованию заусениц. При плазменной резке требуется строгое соблюдение вертикальности пропила, в противном случае увеличивается ширина пропила и затраты на замену изношенных деталей.

Лазерная резка
Лазерная резка стали основана на процессах нагрева, плавления, удаления расплава из зоны реза, испарения и горения. Сфокусированное излучение лазера обеспечивает высокую концентрацию энергии, что позволяет получать узкие чистые резы. Временные и остаточные деформации материала при лазерной резке минимальны, что связано с отсутствием механического и небольшой площадью термического воздействия. Процесс лазерной резки отличается высокой производительностью. С помощью лазерного излучения возможно получать плоские и объемные детали со сложной геометрией. Сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет почти полностью автоматизировать процесс резки.

Лазерная резка может применяться для обработки металлов с практически любыми теплофизическими характеристиками. В современных лазерных установках в зону обработки подается вспомогательный газ. Луч лазера плавит и испаряет материал по контуру разреза, а газовый поток выводит продукты разрушения. Кроме этого, при использовании воздуха или кислорода в зоне обработки происходит окисление металла, что повышает его поглощательную способность и, следовательно, эффективность резки.

Гидроабразивная резка
В тех случаях, когда интенсивное отражение энергии лазерного луча не позволяет получать качественные резы, применяется гидроабразивная резка. Гидроабразивная резка стали обеспечивает высокое качество поверхности реза и высокую размерную точность. В процессе обработки материал не плавится и не упрочняется.

Для осуществления резки вода проходит через отверстие режущей головки, расположенной над поверхностью материала. Диаметр отверстия (0,08…0,8 мм) и рабочее давление подбираются в зависимости от свойств материала. Существует два способа водоструйной резки: чистой водой и водной взвесью абразива, в качестве которого чаще всего применяется гранат. Частицы абразива вовлекаются в поток воды по принципу действия трубки Вентури. Реально задействованы в процессе резки около 60% абразивных частиц, но это соотношение зависит от целого ряда факторов. Как правило, при увеличении скорости резки количество режущих частиц увеличивается, но при этом уменьшается возможная глубина резки. Большинство установок создают давление в пределах 140…420 МПа, самые современные — до 630 МПа

Гидроабразивная резка применяется для конструкционной стали, толщиной свыше 20 мм, высококачественной легированной стали — более 15 мм. Толщина разрезаемого материала теоретически совпадает с высотой рабочей зоны оборудования (порядка 200 мм), практически — не превышает 150 мм, а наиболее распространенная толщина — 50 мм. Точность и время реза зависят в первую очередь от толщины листа. Точность обработки колеблется в пределах 0,08…0,13 мм, ширина реза при водоструйной резке составляет 0,8 мм, при гидроабразивной — 0, 5 мм.

Источник: http://www.npprusmet.ru/articles.php?id=123